TWI670573B - 無堆場透鏡組件及製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種製造無堆場透鏡之晶圓級方法包括(a)將光可固化透鏡樹脂沉積在模具和透明基板之第一側之間，其中透明基板之第一側具有不透明塗層，不透明塗層之多個孔分別與模具之多個透鏡形狀凹部對準，以及(b)使背對透明基板之第一側的第二側曝光，從而照射與所述多個孔對準的光可固化透鏡樹脂之多個部分，以形成個別的多個無堆場透鏡。

Description

無堆場透鏡組件及製造方法
本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種無堆場透鏡組件及其製造方法。
緊湊型相機模組已經變得普遍存在，並且被廣泛應用於從消費電子產品(最為顯著的是智慧型手機)到諸如內窺鏡的醫療系統以及例如後視相機和盲點檢測的汽車安全。這種發展是相機製造進步的結果，其促進了顯著的尺寸和成本降低。一個關鍵技術是透鏡和影像感測器的晶圓級製造。在晶圓級透鏡製造的情況下，在單個晶圓上模製非常大量的微透鏡，其隨後被切割以產生單獨的透鏡模組。由於所有的微透鏡都是在單個操作中模製的，因此在同一晶圓上形成大量的微透鏡導致了顯著的成本節省。在一個示例中，在單次模製操作中，在晶圓的一側上模製數千個微透鏡。對應的一組微透鏡可以在另一個單次模製操作中模製在該晶圓的相對側上。可選地在結合到一個或多個其它透鏡晶圓之後，晶圓被切割，以產生用於在緊湊型相機模組中使用的成像物鏡。晶圓級透鏡製造尤其很好地適於微透鏡的生產，並且至少在成本上一般優於常規的單透鏡鑄造。
在常規的晶圓級透鏡製造中，透鏡樹脂沉積在晶圓基板和模具之間。模具具有用於形成微透鏡的透鏡形狀凹部和用於容納多餘透鏡樹脂的溢流凹部。溢流凹部與透鏡形狀凹部間隔開短的距離。當樹脂被固化時，晶片上的每個微透鏡被固化的多餘透鏡樹脂的環包圍(本領域稱為“堆場(yard)”)。這個堆場與微透鏡間隔開短的距離。隨後，當透鏡晶圓被切割時，由其形成的每個透鏡模組包括微透鏡中的一個或多個以及圍繞這些微透鏡中的每一個的堆 場。
在一實施例中，用於製造無堆場透鏡之晶圓級方法包括將光可固化透鏡樹脂沉積在模具和透明基板之第一側之間。透明基板之第一側具有不透明塗層，不透明塗層之多個孔分別與模具之多個透鏡形狀凹部對準。該方法還包括使背對著透明基板之第一側的第二側曝光，從而照射與多個孔對準的光可固化透鏡樹脂之多個部分，以形成個別的多個無堆場透鏡。
在一實施例中，無堆場透鏡組件包括透明基板和沉積在透明基板上的不透明塗層。不透明塗層在透明基板上形成孔。無堆場透鏡組件還包括在透明基板上在孔中的無堆場透鏡。
在一實施例中，無堆場透鏡組件包括透明基板和沉積在透明基板上之不透明塗層。不透明塗層在透明基板上形成多個孔。無堆場透鏡組件還包括分別在透明基板上在多個孔中之多個無堆場透鏡。
100、200、200'、300‧‧‧無堆場透鏡晶圓
110、210'、680、880、1080、1082、1082'、1084、1180、1182'、1280、1282'、1310‧‧‧無堆場透鏡
114、214、414、684、1084、1152、1184、1252、1284‧‧‧光學透鏡表面
120、650、850、1050‧‧‧透明基板
122、124、642、644、850'、850"、1050'‧‧‧部分
126、656、856、1056、1156、1256‧‧‧不透明塗層
130、890‧‧‧切割線
140、240、440、442、448、1042、1067、1167、1267、1440‧‧‧距離
142、242、244、842、1055、1065、1086‧‧‧橫向範圍
150、160、818、820、1020、1100、1200‧‧‧無堆場透鏡組件
190‧‧‧插圖
192、416‧‧‧堆場
194‧‧‧凹處
210‧‧‧矩形無堆場透鏡
280‧‧‧範圍
290‧‧‧長度
310、1180‧‧‧圓形無堆場透鏡
342、444、1155、1165、1465‧‧‧直徑
380‧‧‧邊長
400‧‧‧透鏡晶圓
410‧‧‧晶圓級透鏡
420、850、1150、1250‧‧‧基板
502、504、690、802、804、806、808、810、812、814、816、1010、1016‧‧‧示圖
510‧‧‧影像感測器
600、700、900‧‧‧方法
610、612、614、620、702、710、712、713、714、715、716、720、722、730、740、742、744、910、912、914、916、918、920、926、930‧‧‧步驟
640‧‧‧光可固化透鏡樹脂
652‧‧‧第一側
654、854、1054、1154、1254‧‧‧孔
660、860、870、1060、1460‧‧‧模具
658、662、852、858、862、1052、1062、1462‧‧‧側面
664、864、1064、1464‧‧‧透鏡形狀凹部
670‧‧‧光
868、1068‧‧‧溢流凹部
872‧‧‧剛性支撐件
1018‧‧‧無堆場單透鏡組件
1086‧‧‧基座
1088、1188、1288‧‧‧肩部
1142、1158、1242、1258、1304‧‧‧高度
1182'‧‧‧鷗翼形狀的無堆場透鏡元件
1255、1265‧‧‧邊長
1300‧‧‧曲線
1302‧‧‧位置
1312‧‧‧光軸
1314‧‧‧區域
1320、1330‧‧‧資料集
1468‧‧‧溢流凹部網路
1469‧‧‧深度
1470‧‧‧寬度
1490‧‧‧線
圖1圖示根據實施例之無堆場透鏡晶圓。
圖2A-C圖示根據實施例之包括多個矩形無堆場透鏡元件之無堆場透鏡晶圓。
圖2D圖示根據實施例之包括多個矩形無堆場透鏡元件之無堆場透鏡晶圓，其中每個矩形無堆場透鏡元件具有成形為裁切圓之橫截面。
圖3A-C圖示根據實施例的包括多個圓形無堆場透鏡元件之一個示例性無堆場透鏡晶圓。
圖4A和4B圖示出了包括多個現有技術的具有堆場之晶圓級透 鏡的現有技術透鏡晶圓。
圖5圖示根據實施例之本文公開的無堆場透鏡與常規的非正方形矩形影像感測器之間的改進的匹配。
圖6圖示根據實施例之用於製造無堆場透鏡組件之晶圓級方法。
圖7是根據實施例之用於製造無堆場透鏡組件之另一個晶圓級方法之流程圖。
圖8A和8B圖示圖7的方法之某些步驟。
圖9是根據實施例的用於製造無堆場透鏡組件之晶圓級方法之流程圖，其中每個無堆場透鏡包括與無堆場透鏡元件一體形成的基座上之透鏡元件。
圖10圖示圖9的方法之某些步驟。
圖11圖示根據實施例之具有圓形無堆場透鏡之無堆場透鏡組件。
圖12圖示根據實施例之具有矩形無堆場透鏡之無堆場透鏡組件。
圖13示出根據實施例之用於非正方形矩形無堆場透鏡之三個實例之示例性透鏡輪廓。
圖14A和14B示出根據實施例之用於製造無堆場透鏡之模具。
圖1圖示使用本文公開的晶圓級方法形成之一個示例性無堆場透鏡晶圓100。無堆場透鏡晶圓100包括透明基板120和其上形成的多個無堆場透鏡110。無堆場透鏡晶圓100可以包括數十、數百、或者數千、或者甚至數萬個無堆場透鏡110。為了說明的清楚，並非所有的無堆場透鏡110都在圖1中被標記。
這裡，“無堆場透鏡”是指沒有堆場的晶圓級透鏡。“無堆場透鏡”在基板上形成，並且包括具有光學透鏡表面但沒有被固化的多餘透鏡樹脂之凸起邊緣包圍或甚至部分包圍之透鏡元件。這在插圖190中圖示，其在橫截面圖中示出了透明基板120上之一個無堆場透鏡110。如插圖190所示，無堆場透鏡110具有光學透鏡表面114，但不包括堆場192並且不與堆場192相關聯。作為對照，常規的晶圓級透鏡包括(a)具有類似於光學透鏡表面114的光學透鏡表面之透鏡元件和(b)至少部分地圍繞透鏡元件之堆場192，其中堆場192通過凹處194與透鏡元件分離，其中凹處194不與透鏡元件或堆場192一樣高。雖然圖1中未示出，但是無堆場透鏡110可以包括直接圍繞光學透鏡表面114之一些固化透鏡樹脂，例如，緊鄰光學透鏡表面114的固化透鏡樹脂之肩部。這在下面參考圖9-12更詳細地討論。
無堆場透鏡晶圓100是本文公開的無堆場透鏡組件之一個示例。透明基板120例如是玻璃基板。無堆場透鏡110由固化的聚合物樹脂構成。
無堆場透鏡晶圓100還包括與無堆場透鏡110沉積在透明基板120之相同側上之不透明塗層126。不透明塗層126在每個無堆場透鏡110周圍形成孔。不透明塗層126例如由黑色光致抗蝕劑、或鉻或其它金屬製成。如將在下面參考圖6-10進一步詳細討論的，在具有其多個孔的不透明塗層126之透明基板120上沉積之後，無堆場透鏡110在透明基板120上形成，並且然後不透明塗層126的孔用於(a)防止形成堆場，並且(b)限定每個無堆場透鏡110的周邊，使得每個無堆場透鏡110跨越不透明塗 層126的整個對應的孔。為了說明清楚，不透明塗層126沒有在插圖190中示出。雖然在圖1中圖1被示為延伸到透明基板120的周邊，但是在遠離無堆場透鏡110的透明基板120之週邊區域中可以沒有不透明塗層126。
雖然圖1示出了具有矩形、非正方形橫截面的無堆場透鏡110，但是在不脫離本發明的範圍的情況下，無堆場透鏡110之橫截面可以是不同的形狀。例如，無堆場透鏡110之橫截面可以是圓形、橢圓形、正方形或具有裁切圓的形狀。由於影像感測器通常是非正方形矩形形狀，因此非正方形矩形橫截面的無堆場透鏡可以更好地與影像感測器的形狀匹配。當前公開的晶圓級方法非常適於製造非正方形矩形無堆場透鏡。作為對照，由於不對稱性導致模製過程中的缺陷，具有堆場形成的現有技術的晶圓級方法難以生產非正方形矩形透鏡。
此外，雖然圖1將光學透鏡表面114示為凸面的，但是在不脫離本發明的範圍的情況下，光學透鏡表面114可以是凹面的、凸面的或其組合。此外，光學透鏡表面114可以是球面或非球面。
由於沒有堆場，因此相鄰的無堆場透鏡110之間的最短距離140可以小至例如500微米。在一個示例中，距離140在500微米至700微米的範圍內，例如550微米。距離140例如是沿著切割線130切割無堆場透鏡晶圓100而不損壞無堆場透鏡110所需的距離。每個無堆場透鏡110的橫向範圍142可以根據無堆場透鏡110的預期應用來設置。橫向範圍142可以是無堆場透鏡110的矩形實施例之邊長或圓形無堆場透鏡110之直徑。在一個示例中，橫向範圍142在1毫米和幾毫米之間的範圍內。
可以沿著切割線130中的一些或全部切割無堆場透鏡晶圓100，以形成多個無堆場透鏡組件150和/或多個無堆場透鏡組件160。為了說明的清楚，並非所有切割線130都在圖1中被標記。每個無堆場透鏡組件150包括透明基板120之部分122，以及在其上形成的單個無堆場透鏡110和不透明塗層126的一部分，使得不透明塗層126在單個無堆場透鏡 110周圍形成孔。無堆場透鏡組件150可以與影像感測器耦合以形成相機模組。每個無堆場透鏡組件160包括透明基板120之部分124，以及在其上形成的NxM陣列的無堆場透鏡110和不透明塗層126之一部分，其中N和M中的每一個都是正整數，並且NxM大於1。無堆場透鏡組件160可以與影像感測器耦合以形成陣列相機模組。在無堆場透鏡組件160的實施例中，NxM陣列的無堆場透鏡110是2x1或2x2陣列的無堆場透鏡110。
圖2A-C圖示包括多個矩形無堆場透鏡元件210的一個示例性無堆場透鏡晶圓200。無堆場透鏡晶圓200是無堆場透鏡晶圓100的實施例，並且矩形無堆場透鏡210是無堆場透鏡110之實施例。每個矩形無堆場透鏡210具有光學透鏡表面214，其是光學透鏡表面114之實施例。圖2A示出了沿著圖1中的線2A-2A'截取的橫截面側視圖中的無堆場透鏡晶圓200。圖2B是無堆場透鏡晶圓200的一部分的俯視圖。圖2C是如在圖2B的俯視圖中看到的矩形無堆場透鏡元件210的佈局的更詳細的視圖。圖2A-C最好在一起看。為了說明清楚，並非所有矩形無堆場透鏡210都在圖2A中被標記。
在無堆場透鏡晶圓200中，不透明塗層126在每個矩形無堆場透鏡210周圍形成矩形孔。為了說明的清楚，並非所有不透明塗層126的實例都在圖2A中被標記。每個矩形無堆場透鏡210都具有最大的橫向範圍242和在正交於橫向範圍242的尺寸中之橫向範圍244。在一個實施例中，橫向範圍244小於橫向範圍242，如圖2B和2C所示，使得每個矩形無堆場透鏡210具有非正方形橫截面。在另一個實施例中，橫向範圍244與橫向範圍242相同，使得每個矩形無堆場透鏡210之橫截面為正方形。
相鄰的矩形無堆場透鏡210之間的最短距離是距離240，其是距離140的實施例。距離240可以小至例如500微米。在一個示例中，距離240在500微米至700微米的範圍內，例如550微米。在與橫向範圍242相關聯之尺寸中，橫向範圍242和距離240一起限定可以在該尺寸中在一定範圍內適合的矩形無堆場透鏡210的數量。例如，九個矩形無堆場 透鏡210在長度290內適合。當切割無堆場透鏡晶圓200以形成類似於無堆場透鏡組件150的無堆場透鏡組件時，每個這樣的無堆場透鏡組件將在與長度290平行的尺寸中具有近似範圍280，其中範圍280是橫向範圍242和距離240的總和(或者如果在切割過程中材料損失的話，那麼小於橫向範圍242和距離240的總和)。類似地，在與長度290正交的尺寸中，橫向範圍244和距離240一起限定(a)可以在該尺寸中在一定範圍內適合的矩形無堆場透鏡210的數量，以及(b)類似於無堆場透鏡組件150的無堆場透鏡組件的這個尺寸中的範圍。在不脫離本發明的範圍的情況下，圖2C中的垂直尺寸中的距離240可以與圖2C中的水平尺寸中的距離240不同。
圖2D是無堆場透鏡晶圓200'的俯視圖，無堆場透鏡晶圓200'是無堆場透鏡晶圓200的修改，其中矩形無堆場透鏡210被無堆場透鏡210'代替。每個無堆場透鏡210'都具有成形為裁切圓之橫截面。每個無堆場透鏡210'都具有橫向範圍242和244，並且相鄰無堆場透鏡210'之間的最短距離為距離240。
圖3A-C圖示包括多個圓形無堆場透鏡元件310的一個示例性無堆場透鏡晶圓300。無堆場透鏡晶圓300是無堆場透鏡晶圓100之實施例，除了矩形無堆場透鏡210被圓形無堆場透鏡310代替之外，其類似於無堆場透鏡晶圓200。圖3A示出在沿著圖1中的線2A-2A'截取的橫截面側視圖中的無堆場透鏡晶圓300。圖3B是無堆場透鏡晶圓300的一部分之俯視圖。圖3C是如在圖3B的俯視圖中看到的圓形無堆場透鏡元件310的佈局之更詳細的視圖。圖3A-C最好在一起看。為了清楚的說明，並非所有圓形無堆場透鏡310都在圖3A中被標記。同樣地，並非所有不透明塗層126的實例都在圖3A中被標記。
圓形無堆場透鏡310之間的最短距離為距離240。但是，為了包含與矩形無堆場透鏡210相同的光學有效區域，每個圓形無堆場透鏡310具有大於橫向橫截面242和橫向範圍244兩者之直徑342。因此，每個圓形無堆場透鏡310佔據比矩形無堆場透鏡210更大的透明基板120的區 域。具體而言，當要求相鄰圓形無堆場透鏡310之間的最短距離為距離240時，每個圓形無堆場透鏡310將需要具有邊長380的正方形區域，其中邊長380是直徑342和距離240的總和。因此，與無堆場晶圓200相同尺寸的無堆場晶圓300將容納較少的無堆場透鏡。例如，僅有七個圓形無堆場透鏡310在長度290內適合。
圖4A和4B示出包括多個現有技術的晶圓級透鏡410的現有技術的透鏡晶圓400。圖4A示出類似於圖2A的橫截面側視圖中的透視晶圓400。圖4B示出了類似於圖2C的俯視圖中的透鏡410的佈局。圖4A和4B最好在一起看。
透鏡晶圓400包括基板420和其上形成的多個常規的圓形晶圓級透鏡410。每個透鏡410具有光學透鏡表面414並被堆場416圍繞。透鏡410可以具有與圓形無堆場透鏡310相似的尺寸，以便包含與圓形無堆場透鏡310類似的光學區域。但是，與每個透鏡410相關聯的堆場416之直徑444明顯超過透鏡410之直徑。與相鄰透鏡410相關聯的堆場416之間的最短距離為距離440，並且相鄰透鏡410之間的最短距離為距離448。在一個示例中，距離440類似於距離240，因為距離440必須足夠容納透鏡晶圓400的切割。由於距離448需要容納距離440和堆場416的兩個實例，因此距離448明顯大於距離440。在一個示例中，距離440類似於距離240，因為距離440必須足夠容納透鏡晶圓400的切割，使得透鏡晶圓400的相鄰透鏡410之間的距離442明顯大於無堆場透鏡晶圓200的相鄰矩形無堆場透鏡210之間或無堆場透鏡晶圓300的相鄰圓形無堆場透鏡310之間的距離240。因此，每個現有技術透鏡410所需的正方形區域明顯超過每個矩形無堆場透鏡210或每個圓形無堆場透鏡310所需的正方形區域。如圖4A所示，只有五個透鏡在長度290內適合。
圖5圖示本文公開的無堆場透鏡與常規的非正方形矩形影像感測器之間的改進的匹配。示圖502示出具有堆場416、被調整大小以將場景成像到非正方形矩形影像感測器510上的現有技術透鏡410。示圖 502中的視圖是沿著現有技術透鏡410的光軸。示圖504在如示圖502所使用的相同視圖中示出了被調整大小以將場景成像到影像感測器510上的圓形無堆場透鏡310。圓形無堆場透鏡310和現有技術透鏡410可以具有相似的直徑，但是圓形無堆場透鏡310沒有與其相關聯的堆場。因此，與具有堆場416的現有技術透鏡410相比，圓形無堆場透鏡310明顯更小並且更好地與影像感測器510匹配。示圖506示出了在與示圖502和504所使用的相同視圖中，被調整大小以將場景成像到影像感測器510上之矩形無堆場透鏡210。矩形無堆場透鏡210可以提供與圓形無堆場透鏡310相似品質的成像，因為圓形無堆場透鏡310的更多週邊部分，尤其在圖5的垂直尺寸中，對在影像感測器510上形成的影像貢獻很少或根本沒有貢獻。
因此，當目標是產生用於將場景成像到非正方形矩形影像感測器上的晶圓級透鏡時，可以為矩形無堆場透鏡210實現最高的每晶圓產量，同時至少基本上維持成像品質。甚至圓形無堆場透鏡310也代表了比具有堆場416的現有技術透鏡410顯著的改進。
圖6圖示用於製造無堆場透鏡組件的一個示例性晶圓級方法600。方法600可以在製造無堆場透鏡晶圓100以及無堆場透鏡組件150和160中使用。
在步驟610中，光可固化透鏡樹脂640被沉積在模具660和透明基板650之第一側652之間。透明基板650之側面652具有沉積在其上的不透明塗層656。不透明塗層656形成分別與模具660之多個透鏡形狀凹部664對準的多個孔654。為了說明清楚，並非所有孔654並且並非所有透鏡形狀凹部664都在圖6中被標記。光可固化透鏡樹脂640例如是紫外線(UV)光可固化樹脂，例如紫外線敏感性環氧樹脂。
在一個實施例中，步驟610包括步驟612和614。步驟612將透鏡樹脂640沉積在模具660的與透鏡形狀凹部664相關聯的側面662上。在步驟612的一個示例中，透鏡樹脂640被沉積在至少透鏡形狀凹部 664中。接下來，在步驟614中，通過將透明基板650之側面652對著模具660之側面662放置來關閉模具。透鏡樹脂640可以佔據透明基板650之側面652和模具660之側面662之間的全部或部分介面，使得側面652和662彼此不直接接觸。在步驟614中，當透明基板650之側面652對著側面662放置時，模具660可以被保持為側面662面朝上，或者當透明基板650之側面652對著側面662放置時，模具660可以被定向為側面662面朝下。在圖6未示出的步驟610的替代實施例中，在將側面652對著模具660之側面662放置之前，透鏡樹脂640被沉積在透明基板650之側面652上，其中側面652面朝上或面朝下。
隨後的步驟620將透明基板650之側面658暴露於光670。側面658與側面652相對。光670在透鏡樹脂640對其敏感的波長範圍內，使得暴露於光670的透鏡樹脂640之部分被固化。透明基板650透射光670，但是不透明塗層656僅透射入射到孔654上的光670的部分。因此，只有與孔654對準的透鏡樹脂640之部分被固化。透鏡樹脂640的這些暴露部分與透鏡形狀凹部664對準，並且暴露於光670導致形成多個無堆場透鏡680，其中每個無堆場透鏡680基本上跨越對應的孔654。
示圖690是更詳細地圖示步驟620之橫截面圖。入射到透明基板650的側面658上的光670通過孔654透射，以照射與孔654分別對準的透鏡樹脂640之部分642。但是，不透明塗層656(通過吸收和/或反射)阻擋在朝未與孔654對準的透鏡樹脂640之部分644的方向上傳播的光。因此，步驟620僅固化透鏡樹脂640之部分642。部分642與透鏡形狀凹部664對準，使得步驟620固化無堆場透鏡680。為了說明的清楚，並非不透明塗層656的所有實例都在示圖690中被標記。由於在步驟620中遠離孔654的透鏡樹脂640未固化，因此無堆場透鏡680是無堆場的。每個無堆場透鏡680具有由相應的透鏡形狀凹部664限定的光學透鏡表面684。相鄰無堆場透鏡680之間的最短距離是距離140，其由相鄰孔654之間的不透明塗層656的最短寬度限定。
不透明塗層656在透明基板650之側面652上的定位使不透明塗層656盡可能靠近透鏡樹脂640，即，在透明基板650之側面652與模具660之側面662之間的介面處。這種定位提供了在透鏡樹脂640的固化部分642和未固化部分644之間最準確的劃界(delineation)，其又提供了無堆場透鏡680的周邊的最準確的限定。作為對照，如果具有孔654的不透明塗層656(或類似構造)被放置在離模具660和透明基板650之間的介面更遠的距離處，諸如在透明基板650之側面658之上，那麼諸如偏離光670之完美準直及/或光670之散射之類的缺陷將使透鏡樹脂640之固化部分642和未固化部分644之間的劃界退化。例如，以對法線2度的角度傳播入射在250微米厚的透明基板上的光在傳播通過透明基板的期間將呈現9微米的橫向偏移。以對法線2度的角度傳播入射在1毫米厚的透明基板上的光在傳播通過透明基板的期間將呈現34微米的橫向偏移。為了補償這種退化的劃界，必須增加距離140以維持無堆場透鏡之間所需的最小間隔。因此，不透明塗層656在透明基板650和模具660之間的介面處的當前定位提供了無堆場透鏡680的最佳限定，這又有利於每晶圓的最高產量。
步驟620之後可以是去除透鏡樹脂640之未固化部分644以形成透鏡晶圓的步驟，諸如無堆場透鏡晶圓100，包括透明基板650、不透明塗層656和在不透明塗層656的各個孔654中的多個無堆場透鏡680。透明基板120是透明基板650的示例，不透明塗層126是不透明塗層656的示例，並且無堆場透鏡110是無堆場透鏡680的示例。此外，方法600可以被擴展，以如以上參考圖1對無堆場透鏡組件150和160所述的，進行單體化(singulate)無堆場單透鏡組件或無堆場透鏡陣列組件。
雖然圖6將孔654、透鏡形狀凹部664和無堆場透鏡680示為具有矩形、非正方形橫截面，但是在不脫離本發明的範圍的情況下，孔654、透鏡形狀凹部664和無堆場透鏡680之橫截面可以具有不同的形狀。例如，孔654、透鏡形狀凹部664和無堆場透鏡680的橫截面可以是圓形、橢圓形、正方形或具有裁切圓的形狀。
圖7是用於製造無堆場透鏡組件的另一個示例性晶圓級方法700的流程圖。方法700是方法600之實施例，並且可以用於製造無堆場透鏡晶圓100。方法700之某些實施例還可以用於製造無堆場透鏡組件150和無堆場透鏡組件160中的任一個或兩者。圖8A和8B圖示方法700之某些步驟。圖7、8A和8B最好在一起看。為了說明的清楚，並非相同元件的所有實例都在圖8A和8B中被標記。
步驟710將光可固化透鏡樹脂沉積在模具和透明基板的第一側之間。透明基板的第一側具有帶多個孔的不透明塗層。步驟710是步驟610的實施例。在一個實施例中，步驟710包括步驟712和713。步驟712將透鏡樹脂沉積在模具上，並且步驟713將基板的第一側和模具對著彼此靠近，其間具有透鏡樹脂。在另一個實施例中，步驟710包括步驟714和715。步驟714將透鏡樹脂沉積在透明基板的第一側上，並且步驟715將模具和基板的第一側對著彼此靠近，其間具有透鏡樹脂。步驟710包括至少部分地在模具的溢流凹部中容納多餘透鏡樹脂的步驟716。
圖8A示出了通過示例圖示710的多個示圖。示圖802、804和806示出了步驟710可以利用的示例性結構。示圖808和810一起圖示基於示圖802、804和806的結構的步驟710之一個示例性實施例。
示圖802示出了透明基板850，其具有沉積在其側面852上的不透明塗層856。不透明塗層856形成多個孔854。示圖804示出了具有在模具860之側面862中形成的多個透鏡形狀凹部864和溢流凹部868之模具860。每個透鏡形狀凹部864對應于一個孔854。在透鏡形狀凹部864之間形成溢流凹部868，並且溢流凹部868用作容納多餘的透鏡樹脂。溢流凹部868可以被連接並且例如形成圍繞每個透鏡形狀凹部864的一個連接的凹部結構。示圖806示出了模具860之一個實施例，其中模具860被實現為由剛性支撐件872支撐的不透明聚合物模具870。不透明聚合物模具870實現側面862、透鏡形狀凹部864和溢流凹部868。不透明聚合物模 具由例如聚二甲基矽氧烷(PDMS)或另一種矽氧烷材料製成。剛性支撐件872例如是玻璃基板，並且用作為不透明聚合物模具870提供結構剛性。不透明聚合物模具870吸收或至少部分地吸收入射到其上的光，並且至少減少這種光的後向散射。
在示圖808中，透鏡樹脂640沉積在模具860之側面862上，作為步驟710的一部分。示圖808示出了被專門佈置在透鏡形狀凹部864中之透鏡樹脂640。但是，在不脫離本發明的範圍的情況下，除了透鏡形狀凹部864之外或代替透鏡形狀凹部864，透鏡樹脂640可以沉積在側面862的其它表面上。例如，步驟710可以沿著側面862的全部或大部分沉積透鏡樹脂640。示圖810示出了對著彼此靠近、其間具有透鏡樹脂640的透明基板850之側面852和模具860之側面862。側面852和862可以彼此直接接觸，或者可以通過透鏡樹脂640的薄層彼此分開。步驟710由此用透鏡樹脂填充透鏡形狀凹部864，並且溢流凹部868容納至少一部分的多餘透鏡樹脂640(步驟716)。步驟716和溢流凹部868允許在步驟710中在透明基板850和模具860之間沉積過量的透鏡樹脂640，以確保透鏡形狀凹部864完全被透鏡樹脂640填充。附加的多餘透鏡樹脂640可以存在於遠離透鏡形狀凹部864和溢出凹部868兩者之側面852和862之間的介面。在一個實施例中，多餘的透鏡樹脂640沿著側面852和862之間的整個介面存在，至少在包圍所有透鏡形狀凹部864和孔854的簡單連接的區域內。此處，“簡單連接的區域”是指其內任何閉環可以連續地收縮到一個點而不離開該區域的區域。鬆散地說，簡單連接的區域沒有洞。示圖808和810圖示步驟710之實施例，其包括步驟712、713和716。
在不脫離本發明的範圍的情況下，在步驟710中，當透明基板850之側面852對著側面662放置(如示圖810所示)時，模具860可以被保持為側面862面朝上，或者當透明基板850之側面852對著側面862放置時，模具860可以被定向為側面862面朝下。在示圖808和810未示出之步驟710的替代實施例中，在將側面852對著模具860之側面862放置之前，透鏡樹脂640被沉積在透明基板850之側面852上，其中側面852 面朝上或面朝下。步驟710的該實施例包括步驟714、715和716。
步驟710之前可以是在透明基板的第一側上形成不透明塗層的步驟702。在一個示例中，步驟702在透明基板850之側面852上形成不透明塗層856。
步驟720將透明基板的與第一側相對的第二側曝光於光。步驟720由此照射與透明基板的第一側上的不透明塗層的孔對準的透鏡樹脂的部分，以便通過固化透鏡樹脂的這些部分形成多個無堆場透鏡。步驟720是步驟620的實施例。在步驟720中形成的無堆場透鏡可以具有例如圓形、非正方形矩形、正方形或成形為裁切圓的橫截面。
圖8B的示圖812圖示步驟720的一個示例。在示圖812中，步驟720將透明基板850之側面858暴露於光670。側面858與側面852相對。不透明塗層856(通過吸收及/或反射)阻擋入射在其上的光670的部分，使得光670僅照射與孔854對準的透鏡樹脂640之部分。步驟720由此形成多個無堆場透鏡880。無堆場透鏡880是無堆場透鏡680之實施例。無堆場透鏡880的橫截面可以是例如圓形、非正方形矩形、正方形或成形為裁切圓。
在某些實施例中，步驟720包括在不透明模具中吸收光的步驟722。因此，步驟722可以消除或至少減少後向散射到沉積在模具和透明基板之間的透鏡樹脂上的光的量。這可以進一步提高透鏡樹脂的固化部分和未固化部分之間的劃界的準確度，從而進一步提高無堆場透鏡的周邊的限定的準確度。在該實施例的一個示例中，模具860被實現為具有剛性支撐件872之不透明聚合物模具870，並且到達不透明聚合物模具870之部分光670至少部分地被不透明聚合物模具870吸收。
方法700可以包括去除透鏡樹脂的未固化部分，以形成無堆場透鏡晶圓的步驟730。示圖814和816圖示步驟730之一個示例，其中 從透明基板850去除模具860，並且隨後使用適當的溶劑溶解透明基板850之側面852上的未固化透鏡樹脂640。步驟730包括溶解原先位於溢流凹部中的未固化透鏡樹脂，諸如在步驟710中沉積或強制進入溢流凹部868中的透鏡樹脂640。示圖816示出了由步驟730產生的一個示例性透鏡晶圓，其包括透明基板850、不透明塗層856和不透明塗層856的孔854中的無堆場透鏡880。相鄰無堆場透鏡880之間的最短距離為距離140，並且每個無堆場透鏡具有橫向範圍142。
方法700還可以包括對在步驟730中形成的無堆場透鏡晶圓進行切割以產生無堆場透鏡組件的步驟740。在步驟740的一個示例中，包含步驟742與744，沿著切割線890中的一些或全部切割示圖816的無堆場透鏡晶圓，以形成無堆場單透鏡組件818(參見圖8B)及/或無堆場透鏡陣列組件820(參見圖8B)。每個無堆場單透鏡組件818包括透明基板850之部分850'、部分850'上的單個無堆場透鏡880以及圍繞無堆場透鏡880的不透明塗層856的一部分。無堆場單透鏡組件818類似於無堆場透鏡組件150。無堆場單透鏡組件818具有橫向範圍842。橫向範圍842是(a)透明基板850之橫向範圍142和(b)距離140的總和(或者如果在切割過程中材料損失的話，那麼小於橫向範圍142和距離140的總和)。每個無堆場透鏡陣列組件820包括透明基板850的部分850"、部分850"上的MxN陣列的無堆場透鏡880以及圍繞無堆場透鏡880中的每一個並且跨無堆場透鏡880之間的表面部分850"的不透明塗層856的一部分，其中M和N是正整數，並且MxN大於1。無堆場透鏡陣列組件820類似於無堆場透鏡陣列組件160。
圖9是用於製造無堆場透鏡組件的一個示例性晶圓級方法900的流程圖，其中每個無堆場透鏡包括與無堆場透鏡元件一體形成的基座上的透鏡元件。方法900是方法700之實施例，並且可以用於製造無堆場透鏡晶圓100。方法900的某些實施例還可以用於製造無堆場透鏡組件818和無堆場透鏡組件820中的任一個或兩者的實施例。圖10圖示方法900的某些步驟。圖9和10最好在一起看。為了說明清楚，並非相同元件的所 有實例都在圖10中被標記。
方法900包括將光可固化透鏡樹脂沉積在模具和透明基板的第一側之間的步驟910。模具具有多個透鏡形狀凹部，並且透明基板的第一側具有相應的與模具的透鏡形狀凹部對準的多個孔。對於每個對應的透鏡形狀凹部的一個和孔的一個的對，透鏡形狀凹部的橫向範圍小於孔的橫向範圍。步驟910是步驟710的實施例。在一個實施例中，步驟910包括執行方法700的步驟712和713的步驟912。在另一個實施例中，步驟910包括執行方法700之步驟714和715之步驟914。步驟910包括至少部分地在模具的溢流凹部中並且沿著模具和透明基板之間的介面容納多餘透鏡樹脂的步驟916。在某些實施例中，步驟916包括步驟918，該步驟在至少包括透明基板的第一側上的不透明塗層的所有孔的介面的簡單連接區域內用透鏡樹脂基本上覆蓋模具和透明基板之間的介面。
圖10的示圖1010提供了步驟916的示例性圖示。在示圖1010的示例中，透鏡樹脂640沉積在透明基板1050之側面1052和模具1060的側面1062之間。透明基板1050之側面1052具有沉積在其上的不透明塗層1056，並且不透明塗層1056形成多個孔1054。透明基板1050是透明基板850之實施例，不透明塗層1056是不透明塗層856之實施例，並且孔1054是孔854之實施例。模具1060之側面1062具有多個透鏡形狀凹部1064和溢流凹部1068。模具1060是模具860之實施例，透鏡形狀凹部1064是透鏡形狀凹部864的實施例，溢流凹部1068是溢流凹部868的實施例。模具1060可以被實現為具有剛性支撐件的不透明聚合物模具，如以上參考圖8A針對模具860所討論的。溢流凹部1068可以被連接並且例如形成圍繞每個透鏡形狀凹部1064的一個連接的凹部結構。每個透鏡形狀凹部1064具有橫向範圍1065，並且每個孔1054具有對應的橫向範圍1055。在模具1060和透明基板1050之間的介面的平面中的任何方向上，橫向範圍1065都小於橫向範圍1055。從每個透鏡形狀凹部1064的周邊到不透明塗層1056、投影到模具1060和透明基板1050之間的介面的平面上的最短距離是距離1067。在一個示例中，距離1067在50微米至250微米的範圍內。 距離1067的作用將在下面參考隨後的步驟920來說明。在步驟910中，多餘的透鏡樹脂640沿著模具1060和透明基板1050之間的介面的至少一部分容納，使得透明基板1050之側面1052遠離模具1060之側面1062距離1042。在一個示例中，距離1042小於10微米。在另一個示例中，距離1042在3微米至5微米的範圍內。
在隨後的步驟920中，方法900將透明基板的與第一側相對的第二側暴露於光。步驟920由此照射與透明基板的第一側上的不透明塗層的孔對準的透鏡樹脂的部分，以便通過固化透鏡樹脂的這些部分形成多個無堆場透鏡。步驟920是步驟720之實施例，並且包括形成無堆場透鏡，使得每個無堆場透鏡包括基座上的無堆場透鏡元件的步驟926。在步驟920中形成的無堆場透鏡可以具有例如圓形、非正方形矩形、正方形或成形為裁切圓的橫截面。與透鏡形狀凹部相比，孔的較大橫向範圍提供了圍繞每個無堆場透鏡的固化透鏡樹脂的安全邊際，並且確保即使在存在至少一定程度的缺陷和工藝公差的情況下，也在每個透鏡形狀凹部中固化完全範圍的透鏡樹脂，使得完全形成每個無堆場透鏡。
圖10的示圖1016通過示例圖示步驟920實現的固化透鏡樹脂的構造。雖然步驟920不包括去除未固化的透鏡樹脂，但是為了圖示的清楚，圖1016中省略了未固化的透鏡樹脂。步驟920在透明基板1050之側面1052上形成無堆場透鏡1080。每個無堆場透鏡1080的橫截面可以是例如圓形、非正方形矩形、正方形或成形為裁切圓。每個無堆場透鏡1080位於不透明塗層1056的對應孔1054中。每個無堆場透鏡1080包括(a)具有光學表面1084之無堆場透鏡元件1082和(b)側面1052和無堆場透鏡元件1082之間的基座1086。基座1086可以至少在無堆場透鏡元件1082之周邊的外側是基本上平面的。無堆場透鏡元件1082和基座1086是一體形成的。每個無堆場透鏡元件1082的橫截面可以是例如圓形、非正方形矩形、正方形或成形為裁切圓。基座1086的高度是距離1042(至少在無堆場透鏡元件1082的周邊外)，但是在不脫離本發明的範圍的情況下，基座1086的高度可能由於工藝公差而較小。無堆場透鏡元件1082具有橫向範 圍1065，並且基座1086具有橫向範圍1055，使得基座1086的周邊與無堆場透鏡元件1082的周邊分開距離1067，但是這裡也由於工藝公差，基座的橫向範圍1086可以小於橫向範圍1055。基座1086不同於堆場。與堆場對照，基座1086無堆場透鏡元件1082緊鄰，並且在無堆場透鏡元件1082和位於無堆場透鏡元件1082的周邊外的基座1086的部分之間沒有凹處。在一個實施例中，在遠離透鏡元件1082的周邊方向上跨基座1086的無堆場透鏡1080的高度分佈是距無堆場透鏡元件1082的距離的基本上單調的函數，從無堆場透鏡元件1082的周邊沒有高度的增加。在不脫離本發明的範圍的情況下，每個無堆場透鏡1080可以被視為由肩部1088包圍的無堆場透鏡元件1082'。應當理解的是，表面1052之上的光學透鏡表面1084的高度可以在無堆場透鏡元件1082的周邊內的一些位置中小於距離1042，例如在包括凹面部分的無堆場透鏡元件1082的實施例中。
步驟920可以包括在不透明模具中吸收光的步驟722。例如，模具1060可以被實現為具有剛性支撐件的不透明聚合物模具，如以上參考圖8A針對模具860所討論的，使得在步驟920中，模具1060吸收入射到其上的光。
方法900還可以包括執行方法700之步驟730和可選步驟740之步驟930。在一個示例中，步驟930執行步驟730以產生諸如示圖1016所示的無堆場透鏡晶圓。在另一個示例中，步驟930還執行步驟740以切割該無堆場透鏡晶圓以產生多個無堆場單透鏡組件1018(參見圖10)及/或多個無堆場透鏡陣列組件1020(參見圖10)。無堆場單透鏡組件1018是無堆場單透鏡組件818的實施例，其中(a)無堆場透鏡880被實現為無堆場透鏡1080，(b)基板850之部分850'被實現為透明基板1050的部分1050'，並且不透明塗層856被實現為不透明塗層1056。無堆場透鏡陣列組件1020是無堆場透鏡陣列組件820之實施例，其中(a)每個無堆場透鏡880被實現為無堆場透鏡1080，基板850之部分850"被實現為透明基板1050之部分1050"，並且不透明塗層856被實現為不透明塗層1056。
可選地，步驟910之前是方法700之步驟702，其適於形成具有比模具的透鏡形狀凹部更大的橫向範圍的孔。例如，步驟702可以形成具有孔1054之不透明塗層1056。
雖然在圖10中被示為比不透明塗層1056更高，但是基座1086不需要像不透明塗層1056一樣高。
圖11圖示具有圓形無堆場透鏡的一個示例性無堆場透鏡組件1100。無堆場透鏡組件1100是無堆場單透鏡組件1018的實施例。無堆場透鏡組件1100可以使用方法900製造，其中包括實現步驟730和740兩者之步驟930。無堆場透鏡組件1100包括基板1150、沉積在基板1150的表面上的不透明塗層1156、以及圓形無堆場透鏡1180。不透明塗層1156形成圓形孔1154。無堆場透鏡1180在表面1152上形成並且跨越孔1154。無堆場透鏡1180是無堆場透鏡1080之實施例，基板1150是透明基板1050之部分1050'之實施例，並且不透明塗層1156是不透明塗層1056之實施例。
無堆場透鏡1180包括由肩部1188圍繞的鷗翼形狀的無堆場透鏡元件1182'。無堆場透鏡元件1182'和肩部1188被一體形成。無堆場透鏡元件1182'和肩部1188是無堆場透鏡元件1082'和肩部1088之實施例。無堆場透鏡元件1182'具有作為光學透鏡表面1084的實施例的光學透鏡表面1184。如以上參考圖10所討論的，在不脫離本發明的範圍的情況下，無堆場透鏡1180可以被視為包括在基座上的無堆場透鏡元件而不是由肩部包圍的無堆場透鏡元件。肩部1188具有高度1142。高度1142通常小於基板1150上方的光學透鏡表面1184的高度，但是在某些實施例中，在無堆場透鏡元件1182'的中心處的基板1150上方的光學透鏡表面1184的高度小於高度1142。不透明塗層1156具有高度1158。雖然圖11將高度1142示為比高度1158更高，但是應當理解的是，高度1142可以與高度1158相同或相似。無堆場透鏡元件1182'具有直徑1165，並且孔1154具有直徑1155。肩部1188佔據直徑1165外部和直徑1155內部的區域。直徑1165和1155合作以限定無堆場透鏡1180和不透明塗層1156之間的最短距離 1167。
在一個示例中，(a)直徑1155在2.5毫米至3.5毫米的範圍內，諸如大約3.0毫米，(b)直徑1165在2.2毫米至3.2毫米的範圍內，諸如大約2.7毫米，(c)距離1167在50微米至250微米的範圍內，諸如大約130微米，並且(d)高度1142小於10微米，諸如在3微米至5微米的範圍內。
圖12圖示具有非正方形矩形無堆場透鏡之一個示例性無堆場透鏡組件1200。無堆場透鏡組件1200是無堆場單透鏡組件1018之實施例。無堆場透鏡組件1200可以使用方法900製造，其中包括實現步驟730和740之步驟930。無堆場透鏡組件1200包括基板1250、沉積在基板1250的表面上的不透明塗層1256、以及非正方形矩形無堆場透鏡1280。不透明塗層1256形成非正方形矩形孔1254。無堆場透鏡1280在表面1252上形成並且跨越孔1254。無堆場透鏡1280是無堆場透鏡1080之實施例，基板1250是透明基板1050之部分1050'的實施例，並且不透明塗層1256是不透明塗層1056之實施例。
無堆場透鏡1280包括由肩部1288圍繞的鷗翼形狀的無堆場透鏡元件1282'。無堆場透鏡元件1282'和肩部1288是無堆場透鏡元件1182'和肩部1188的實施例。無堆場透鏡元件1282'具有光學透鏡表面1284，它是光學透鏡表面1084的實施例。如以上參考圖10所討論的，在不脫離本發明的範圍的情況下，無堆場透鏡1280可以被視為包括在基座上的無堆場透鏡元件而不是由肩部圍繞的無堆場透鏡元件。無堆場透鏡元件1282'類似於無堆場透鏡元件1182'的裁切實施例。因此，無堆場透鏡元件1282'、無堆場透鏡1280和無堆場透鏡組件1200中的每一個的橫向範圍可以分別小於無堆場透鏡元件1182'、無堆場透鏡1180和無堆場透鏡組件1100的橫向範圍。肩部1288具有高度1242。高度1242通常小於基板1250上方的光學透鏡表面1284的高度，但是在某些實施例中，在無堆場透鏡元件1282'的中心處的基板1250上方的光學透鏡表面1284的高度小於高度1242。不 透明塗層1256具有高度1258。雖然圖12將高度1258示為大於高度1242，但是應當理解的是，高度1242通常超過高度1258。無堆場透鏡元件1282'沿著無堆場透鏡元件1282'的矩形橫截面的最長側具有邊長1265，並且孔1254沿著孔1254的矩形橫截面的最長側具有邊長1255。肩部1288佔據無堆場透鏡元件1282'的周邊外且孔1254內的區域。無堆場透鏡1280與不透明塗層1256之間的最短距離為距離1267。
在一個示例中，(a)邊長1255在2.25毫米至3.25毫米的範圍內，諸如大約2.75毫米，(b)邊長1265在2.1毫米至3.1毫米的範圍內，諸如大約2.6毫米，(c)距離1267在50微米至250微米的範圍內，諸如大約100微米，並且(d)高度1242小於10微米，諸如在3微米至5微米的範圍內。
圖13示出了與矩形無堆場透鏡1280類似的非正方形矩形無堆場透鏡1310的三個實例的透鏡輪廓的曲線1300。曲線1300示出了無堆場透鏡1310的高度1304(在其上形成無堆場透鏡1310的基板上方；類似于基板1250上方的無堆場透鏡1280的高度)作為位置1302的函數，以毫米為單位。曲線1300之資料集1320包括沿著x方向截取的分別用於矩形無堆場透鏡1310的三個實例的三個透鏡輪廓。曲線1300之資料集1330包括沿著y方向截取的分別用於矩形無堆場透鏡1310的三個實例的三個透鏡輪廓。x方向平行於矩形無堆場透鏡1310的較長邊，並且y方向平行於矩形無堆場透鏡1310的較短邊。xy坐標系以矩形無堆場透鏡1310的光軸1312為中心。資料集1320的各個透鏡輪廓之間的一致性是極好的，資料集1330的各個透鏡輪廓之間的一致性也是如此。此外，在以光軸1312為中心並且遠離矩形透鏡1310的周邊的區域1314內，資料集1320的透鏡輪廓與資料集1330的透鏡輪廓處於極好的一致性，這是關於光軸1312的高圓柱對稱性的表現。作為對照，常規的基於堆場的晶圓級製造過程難以沿著矩形透鏡的較短和較長橫向尺寸產生相同的透鏡輪廓。
圖14A和14B示出了一個示例性模具1460，其可以在方法 600、700或900中的任何一個中使用，以產生具有圓形無堆場透鏡的無堆場透鏡晶圓，諸如無堆場透鏡晶圓300、示圖816的無堆場透鏡晶圓(用圓形無堆場透鏡880實現的)、或示圖1016所示的無堆場透鏡晶圓(用圓形無堆場透鏡1080實現的)中的任何一個。特別地，可以在方法900中使用模具1460來產生示圖1016所示的無堆場透鏡晶圓的實施例，其中每個無堆場透鏡1080被實現為無堆場透鏡1180。圖14A是模具1460之一部分的透視圖，並且圖14B是沿著圖14A的線1490截取的模具1460之一部分的橫截面側視圖。圖14A和14B最好在一起看。
模具1460具有帶多個透鏡形狀凹部1464和溢流凹部網路1468之側面1462。側面1462是側面1052之實施例，透鏡形狀凹部1464是透鏡形狀凹部1064之實施例，並且溢流凹部網路1468是溢流凹部1068之實施例。每個透鏡形狀凹部1464具有鷗翼形狀輪廓，以模製諸如無堆場透鏡元件1182'的鷗翼形狀的無堆場透鏡元件。
每個透鏡形狀凹部1464具有直徑1465。直徑1465可以根據要從其產生的無堆場透鏡元件的預期設計來設定。在一個示例中，直徑1465在零點幾毫米到十毫米的範圍內。溢流凹部網路1468具有深度1469，並且沿著線1490，具有寬度1470。在一個示例中，深度1469在50微米至400微米(諸如大約200微米)的範圍內，並且寬度1470在100微米至1毫米(諸如大約500微米)的範圍內。每個透鏡形狀凹部1464與溢流凹部網路1468之間的最短距離1440為距離1440。在一個示例中，距離1440在50微米和250微米之間的範圍內。
特徵的組合
上述特徵以及下面所聲明的特徵可以在不脫離本發明的範圍的情況下以各種方式進行組合。例如，應當理解的是，本文所述的一個無堆場透鏡組件或製造方法的方面可以與本文描述的另一個無堆場透鏡組件的特徵或製造方法結合或互換。以下示例舉例說明上述實施例的可能的 非限制性組合。應當清楚的是，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以對本文的方法和裝置進行許多其它改變和修改：
(A1)一種用於製造無堆場透鏡之晶圓級方法可以包括：(a)將光可固化透鏡樹脂沉積在模具和透明基板之第一側之間，其中透明基板之第一側具有不透明塗層，不透明塗層之多個孔分別與模具之多個透鏡形狀凹部對準，以及(b)使背對透明基板之第一側的第二側曝光，從而照射與所述多個孔對準的光可固化透鏡樹脂之多個部分，以形成個別的多個無堆場透鏡。
(A2)如(A1)表示的晶圓級方法還可以包括，在曝光步驟之後，從透明基板去除光可固化透鏡樹脂之多個未固化部分。
(A3)在如(A1)和(A2)表示的晶圓級方法中的任一個或兩者中，曝光步驟可以包括通過透明基板並通過孔以照射光可固化透鏡樹脂之該些部分，以及使用不透明塗層在朝不透明塗層的方向上阻擋通過透明基板傳播的光。
(A4)在如(A1)至(A2)表示的任何晶圓級方法中，沉積步驟可以包括在模具之多個溢流凹部中容納過量的光可固化透鏡樹脂。
(A5)在如(A4)表示的晶圓級方法中，所述多個溢流凹部可以位於透鏡形狀凹部之間並與透鏡形狀凹部分分離。
(A6)在如(A4)和(A5)表示的晶圓級方法中的任一個或兩者中，溢流凹部可以位於孔之間，並且曝光步驟可以包括使用不透明塗層在朝溢流凹部的方向上阻擋通過透明基板傳播之光的部分，使得位於溢流凹部中的光可固化透鏡樹脂之部分不被固化。
(A7)在如(A1)至(A6)表示的任何晶圓級方法中，凹 部中的每一個可以具有小於對應的一個孔的橫向範圍的橫向範圍，並且曝光步驟可以包括形成無堆場透鏡，使得無堆場透鏡中的每一個的光學透鏡表面與不透明塗層分開。
(A8)在如(A7)表示的晶圓級方法中，沉積步驟可以包括用光可固化透鏡樹脂至少在包括所有孔的簡單連接的區域內基本上覆蓋基板之第一側和模具之間的介面。
(A9)在如(A8)表示的晶圓級方法中，形成步驟還可以包括形成無堆場透鏡，使得無堆場透鏡中的每一個包括(a)最靠近基板之第一側並且基本上跨越相關聯的一個孔之基座和(b)在基座上，以光學透鏡表面為特徵的無堆場透鏡元件。
(A10)在如(A9)表示的晶圓級方法中，形成步驟可以包括形成具有小於10微米的厚度之基座。
(A11)在如(A9)和(A10)表示的晶圓級方法中的任一個或兩者中，對於無堆場透鏡中的每一個，光學透鏡表面和不透明塗層之間的最短距離可以在微米50和250微米之間的範圍內。
(A12)在如(A1)至(A11)每個的任何晶圓級方法中，模具可以是不透明的，並且曝光步驟可以包括在模具中吸收由透明基板、孔和光可固化透鏡樹脂透射的光的一部分，以至少減少透明基板的第一側和模具之間但不與孔對準的光可固化透鏡樹脂位置的部分的散射光曝光。
(A13)在如(A1)至(A12)表示的任何晶圓級方法中，曝光步驟可以包括形成具有各自的矩形橫截面的光學透鏡表面的無堆場透鏡。
(A14)在如(A13)表示的晶圓級方法中，每個孔可以具 有矩形橫截面。
(A15)在如(A1)至(A12)表示的任何晶圓級方法中，曝光步驟可以包括形成具有各自的圓形橫截面的光學透鏡表面之無堆場透鏡。
(A16)在如(A15)表示的晶圓級方法中，每個孔可以具有圓形橫截面。
(B1)一種無堆場透鏡組件可以包括(a)透明基板，(b)沉積在透明基板上之不透明塗層，使得不透明塗層在透明基板上形成孔，以及(c)在透明基板上在孔中之無堆場透鏡。
(B2)在如(B1)表示的無堆場透鏡組件中，無堆場透鏡之光學透鏡表面之橫向範圍可以小於孔之橫向範圍，使得光學透鏡表面的周邊與不透明塗層間隔開。
(B3)在如(B2)表示的無堆場透鏡組件中，從光學透鏡表面的周邊到不透明塗層的最短距離可以在50微米和250微米之間的範圍內。
(B4)在如(B1)至(B3)表示的任何無堆場透鏡組件中，無堆場透鏡可以包括(i)基本上跨越孔之基座，以及(ii)基座上並且與其一體形成之無堆場透鏡元件，其中無堆場透鏡元件具有背對透明基板之光學透鏡表面，並且光學透鏡表面之橫向範圍小於孔之橫向範圍，使得光學透鏡表面的周邊與不透明塗層間隔開。
(B5)在如(B4)表示的無堆場透鏡組件中，基座的高度可以小於10微米。
(B6)在如(B1)至(B5)表示的任何無堆場透鏡組件中，無堆場透鏡的光學透鏡表面的周邊可以是矩形的。
(B7)在如(B1)至(B5)表示的任何無堆場透鏡組件中，無堆場透鏡中的每一個的光學透鏡表面的周邊可以是圓形的。
(C1)一種無堆場透鏡組件可以包括(a)透明基板，(b)沉積在透明基板上的不透明塗層，使得不透明塗層在透明基板上形成多個孔，以及(c)在透明基板上分別在所述多個孔中的多個無堆場透鏡。
(C2)在如(C1)表示的無堆場透鏡組件中，無堆場透鏡中的相鄰無堆場透鏡之間的最短距離可以在500微米和700微米之間的範圍內。
(C3)在如(C1)和(C2)表示的無堆場透鏡組件中的任一個或兩者中，無堆場透鏡中的每一個的光學表面的橫向範圍可以小於對應的一個孔的橫向範圍，使得對於無堆場透鏡中的每一個，光學表面的周邊與不透明塗層間隔開。
(C4)在如(C1)至(C3)表示的任何無堆場透鏡組件中，對於無堆場透鏡中的每一個，從光學透鏡表面的周邊到不透明塗層之最短距離可以在50微米和250微米之間的範圍內。
(C5)在如(C1)至(C4)表示的任何無堆場透鏡組件中，無堆場透鏡中的每一個可以包括(i)基本上跨越對應的一個孔之基座，以及(ii)在基座上並與其一體形成之無堆場透鏡元件，其中無堆場透鏡元件具有背對透明基板的光學透鏡表面，並且光學透鏡表面之橫向範圍小於對應的一個孔之橫向範圍，使得光學透鏡表面的周邊與不透明塗層間隔開。
(C6)在如(C5)表示的無堆場透鏡組件中，對於無堆場透鏡中的每一個，基座的高度可以小於10微米。
(C7)在如(C1)至(C6)表示的任何無堆場透鏡組件中，無堆場透鏡中的每一個的光學透鏡表面的周邊可以是矩形的。
(C8)在如(C1)至(C6)表示的任何無堆場透鏡組件中，無堆場透鏡中的每一個的光學透鏡表面的周邊可以是圓形的。
在不脫離本發明的範圍的情況下，可以在上述系統和方法中做出改變。因此，應當注意的是，上述描述中包含並且在附圖中示出的事項應被解釋為說明性的而不是限制性的。以下申請專利範圍旨在涵蓋本文所述的通用和具體特徵，以及本系統和方法的範圍的所有陳述或語言本身，可能被稱為落在其間。

Claims (22)

  1. 一種製造無堆場透鏡之晶圓級方法，包括：將光可固化透鏡樹脂沉積在模具和透明基板之第一側之間，該透明基板之該第一側具有不透明塗層，該不透明塗層之多個孔分別與該模具之多個透鏡形狀凹部對準，該光可固化透鏡樹脂在所述沉積後延伸到該不透明塗層之至少一部分上；以及使背對該透明基板之該第一側的第二側曝光，從而照射與所述多個孔對準的該光可固化透鏡樹脂之多個部分，位於該不透明塗層上的該光可固化透鏡樹脂之多個部分未固化，以形成個別的多個無堆場透鏡。
  2. 如請求項1所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，還包括：在所述曝光步驟之後，從該透明基板去除該光可固化透鏡樹脂之多個未固化部分。
  3. 如請求項1所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，所述曝光步驟包括：通過該透明基板並通過該些孔以照射該光可固化透鏡樹脂之該些部分；以及使用該不透明塗層在朝該不透明塗層的方向上阻擋通過該透明基板傳播的光。
  4. 如請求項1所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，所述沉積步驟包括：在該模具之多個溢流凹部中容納過量的該光可固化透鏡樹脂，所述多個溢流凹部位於該些透鏡形狀凹部之間並與該些透鏡形狀凹部分分離。
  5. 如請求項4所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，在所述沉積步驟中，該些溢流凹部位於該些孔之間；以及所述曝光步驟包括使用該不透明塗層在朝該些溢流凹部的方向上阻擋通過該透明基板傳播之該光的部分，使得位於該些溢流凹部中之該些光可固化透鏡樹脂之多個部分不被固化。
  6. 如請求項1所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，在所述沉積步驟中，該些凹部之每一個具有橫向範圍小於該些孔之對應的一個孔之橫向範圍；以及所述曝光步驟包括形成該些無堆場透鏡，使得該些無堆場透鏡之每一個之光學透鏡表面與該不透明塗層分開。
  7. 如請求項6所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，所述沉積步驟包括用該光可固化透鏡樹脂至少在包括所有該些孔的簡單連接的區域內基本上覆蓋該基板之該第一側和該模具之間的介面；以及所述形成步驟還包括形成該些無堆場透鏡，使得每個無堆場透鏡包括(a)最靠近該基板之該第一側並且基本上跨越相關聯的該些孔之一個孔之基座和(b)在該基座上，以該光學透鏡表面為特徵之一無堆場透鏡元件。
  8. 如請求項7所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，所述形成步驟包括形成具有小於10微米的厚度之該基座。
  9. 如請求項6所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，在所述形成步驟中並且對於該些無堆場透鏡之每一個，該光學透鏡表面和該不透明塗層之間的最短距離在50微米至250微米的範圍內。
  10. 如請求項1所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，在所述沉積步驟中，該模具是不透明的；以及所述曝光步驟包括在該模具中吸收由該透明基板、該些孔和該光可固化透鏡樹脂透射的光之一部分，以至少減少該透明基板之該第一側和該模具之間但不與該些孔對準之該光可固化透鏡樹脂位置之部分之散射光曝光。
  11. 如請求項1所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，所述曝光步驟包括形成具有各自的矩形橫截面之光學透鏡表面之該些無堆場透鏡。
  12. 如請求項11所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，在所述沉積步驟中，所述該些孔之每一個具有矩形橫截面。
  13. 如請求項1所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，所述曝光步驟包括形成具有各自的圓形橫截面之光學透鏡表面的該些無堆場透鏡。
  14. 如請求項13所述之製造無堆場透鏡之晶圓級方法，在所述沉積步驟中，所述該些孔之每一個具有圓形橫截面。
  15. 一種無堆場透鏡組件，包括：透明基板；沉積在該透明基板上之不透明塗層，該不透明塗層在該透明基板上形成孔；以及在該透明基板上在該孔中之無堆場透鏡；所述無堆場透鏡包括：基本上跨越該孔之基座；以及在該基座上並且與其一體形成之無堆場透鏡元件，所述無堆場透鏡元件具有背對該透明基板之光學透鏡表面，並且該光學透鏡表面之橫向範圍小於該孔之橫向範圍，使得該光學透鏡表面的周邊與該不透明塗層間隔開。
  16. 如請求項15所述之無堆場透鏡組件，所述無堆場透鏡之光學透鏡表面之橫向範圍小於所述孔之橫向範圍，使得所述光學透鏡表面的周邊與所述不透明塗層間隔開。
  17. 如請求項16所述之無堆場透鏡組件，從所述光學透鏡表面之該周邊到所述不透明塗層的最短距離在50微米和250微米之間的範圍內。
  18. 如請求項15所述之無堆場透鏡組件，所述基座的高度小於10微米。
  19. 如請求項15所述之無堆場透鏡組件，所述無堆場透鏡之光學透鏡表面之周邊是矩形的。
  20. 如請求項15所述之無堆場透鏡組件，所述無堆場透鏡之光學透鏡表面之周邊是圓形的。
  21. 一種無堆場透鏡組件，包括：透明基板；沉積在該透明基板上之不透明塗層，所述不透明塗層在該透明基板上形成多個孔；以及在該透明基板上分別在所述多個孔中之多個無堆場透鏡；每一所述多個無堆場透鏡包括：基本上跨越該孔之基座；以及在該基座上並且與其一體形成之無堆場透鏡元件，所述無堆場透鏡元件具有背對該透明基板之光學透鏡表面，並且該光學透鏡表面之橫向範圍小於該孔之橫向範圍，使得該光學透鏡表面的周邊與該不透明塗層間隔開。
  22. 如請求項21所述之無堆場透鏡組件，所述該些無堆場透鏡之相鄰無堆場透鏡之間的最短距離在500微米和700微米之間的範圍內。
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